La polarizzazione dell'antenna si riferisce all'orientamento del campo elettrico dell'onda elettromagnetica irradiata. Questo campo determina il modo in cui le antenne trasmettono e ricevono i segnali. La polarizzazione può essere lineare, circolare o ellittica, a seconda del progetto dell'antenna.
In primo luogo, la polarizzazione lineare ha una direzione costante del campo elettrico. Può essere verticale o orizzontale rispetto alla superficie terrestre. Le antenne con polarizzazione non corrispondente perdono potenza di segnale. Pertanto, è essenziale far coincidere la polarizzazione del trasmettitore e del ricevitore. La polarizzazione circolare, poi, fa ruotare il campo elettrico mentre l'onda viaggia. Può essere circolare destra o sinistra, a seconda della direzione di rotazione. Questo tipo di polarizzazione resiste alla degradazione del segnale dovuta a riflessioni o effetti di multipath. I satelliti GNSS , ad esempio, utilizzano la polarizzazione circolare destra. La polarizzazione ellittica, poi, combina le caratteristiche lineari e circolari. Il campo elettrico traccia un'ellisse anziché un cerchio o una linea retta. Risulta dalla disuguaglianza delle ampiezze del segnale in due componenti perpendicolari.
La polarizzazione influisce sulla potenza, sulla qualità e sull'affidabilità del segnale. Una polarizzazione adeguata garantisce un trasferimento efficiente dell'energia tra le antenne trasmittenti e riceventi. Quando la polarizzazione differisce, si verificano delle perdite chiamate disadattamento di polarizzazione. Queste perdite possono raggiungere diversi decibel nei casi più gravi. Inoltre, i fattori ambientali influenzano la polarizzazione. I riflessi di edifici o superfici possono alterare l'orientamento dell'onda. Di conseguenza, la ricezione del segnale può degradarsi o fluttuare. La polarizzazione circolare aiuta a ridurre questi effetti in ambienti mobili o dinamici. Inoltre, l'orientamento dell'antenna determina la polarizzazione. Ruotandola si cambia il piano di polarizzazione. Questi strumenti devono essere allineati correttamente durante l'installazione. Questo allineamento è fondamentale per i sistemi di comunicazione, i radar e i ricevitori di navigazione.
La diversità di polarizzazione può migliorare le prestazioni del sistema. Utilizza antenne multiple con polarizzazioni diverse. Questa configurazione aumenta l'affidabilità del segnale in condizioni difficili.
Qual è la scelta ottimale per i sistemi GNSS ?
I sistemi GNSS utilizzano in genere antenne a polarizzazione circolare destra (RHCP). Il motivo principale è che la polarizzazione circolare tollera meglio gli errori di orientamento fisico. Ad esempio, se trasmettiamo con un'antenna a frusta orientata verticalmente (polarizzazione verticale) e riceviamo con lo stesso tipo, il segnale è forte quando entrambe le antenne si allineano verticalmente. Tuttavia, se l'antenna di ricezione ruota di 90 gradi verso la polarizzazione orizzontale, l'intensità del segnale diminuisce di 20 decibel o più. Questo accade perché un'antenna polarizzata orizzontalmente riceve male un segnale polarizzato verticalmente.
Un'antenna polarizzata circolarmente combina due antenne: una polarizzata orizzontalmente e una polarizzata verticalmente. Le loro uscite sono combinate con uno sfasamento di 90 gradi. La direzione di questo spostamento di fase determina se l'antenna produce una polarizzazione circolare destra (RHCP) o sinistra (LHCP).